Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-20T20:10:09Z No. of bitstreams: 1 GUTEMBERG GONÇALVES DOS SANTOS JÚNIOR - DISSERTAÇÃO PPGEE 2009..pdf: 2756190 bytes, checksum: 5812d37f7ad4c18eb26e9672d4890812 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T20:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUTEMBERG GONÇALVES DOS SANTOS JÚNIOR - DISSERTAÇÃO PPGEE 2009..pdf: 2756190 bytes, checksum: 5812d37f7ad4c18eb26e9672d4890812 (MD5) Previous issue date: 2009-05-08 / O estabelecimento de uma interface de comunicação através da voz entre seres humanos e computadores vem sendo perseguido desde o início da era da computação. Nesta direção, diversos avanços foram realizados nas últimas seis décadas, permitindo o uso comercial de aplicações com reconhecimento de voz nos dias atuais. Entretanto, fatores como ruídos, reverberações, distorções entre outros, comprometem o desempenho desses sistemas ao reduzir a taxa de acerto quando submetidos a ambientes adversos. Assim, o estudo de técnicas que diminuam os efeitos desses problemas é de grande valia e vem ganhando destaque nas últimas décadas. O trabalho apresentado nesta dissertação tem como objetivo a redução dos problemas referentes aos ruídos característicos de ambientes automotivos, tornando os sistemas de reconhecimento de voz utilizados nesses ambientes mais robustos. Dessa forma, o controle de funcionalidades não-críticas de um automóvel, ou seja, funcionalidades que não coloquem em risco a vida do usuário como tocadores de música e ar condicionado, pode ser realizado através de comandos de voz. O sistema proposto é baseado numa etapa de pré-processamento do sinal de voz através do método de subespaços vetoriais. O desempenho deste método está diretamente relacionado com as dimensões (linhas× colunas) das matrizes representativas do sinal de entrada. Levando isso em consideração, a decomposição ULLV, apesar de se tratar de uma aproximação do método de subespaços vetoriais, foi utilizada por oferecer uma menor complexidade computacional quando comparada a métodos tradicionais baseados na decomposição SVD. O sistema de reconhecimento de voz Julius foi o escolhido para o estudo de caso por se tratar de um sistema desenvolvido em código livre que oferece um alto desempenho. Um banco de dados de voz com 44800 amostras foi gerado com o modelo de um ambiente automotivo. Por fim, a robustez do sistema foi avaliada e comparada com um método tradicional de redução de ruído chamado subtração espectral. / The establishment of a speech-based communication interface between humans and computers has been pursued since the beginning of the computer era. Several studies have been made over the last six decades in order to accomplish this interface, making possible commercial use of speech recognition applications. However, factors such as noise, reverberation, distortion among others degrades the performance of these systems. Thus, reducing their success rate when operating in adverse environments. With this in mind, the study of techniques to reduce the impact of these problems is of a great value and has gained prominence in recent decades. The work presented in this dissertation aims to reduce problems related to noise encountered in an automotive environment, improving the speech recognition system robustness. Thus,controlofnon-critical features of a car, such as CD player and air conditioning, can be performed through voice commands. The proposed system is based on a speech signal preprocessing step using the signal subspace method. Its performance is related to the size (lines× columns) of the matrices that represents the input signal. Therefore, the ULLV decomposition was used because it offers a lower computational complexity compared to traditional methods based on SVD decomposition. The speech recognizer Julius is an open source software that offers high performance and was the chosen one for the case study. A noisy speech database with 44800 samples was generated to model the automotive environment. Finally, the robustness of the system was evaluated and compared with a traditional method of noise reduction called spectral subtraction.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T14:06:04Z No. of bitstreams: 1 JOÃO VIVLIAN DE MORAES LIMA MARINUS - DISSERTAÇÃO PPGCC 2010..pdf: 2343869 bytes, checksum: 46e0a7984b1b956fbea2bfcba9e1f631 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:06:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO VIVLIAN DE MORAES LIMA MARINUS - DISSERTAÇÃO PPGCC 2010..pdf: 2343869 bytes, checksum: 46e0a7984b1b956fbea2bfcba9e1f631 (MD5) Previous issue date: 2010-11-29 / Nos últimos anos, várias pesquisas na área de processamento digital de voz estão sendo feitas, no sentido de criar técnicas que auxiliem o diagnóstico preciso por um especialista de patologias do trato vocal de maneira não invasiva, fazendo com que o paciente se sinta confortável na hora do exame. Este trabalho trata da investigação de técnicas para a classificação de vozes afetadas por patologias da laringe, em especial edema de Reinke, visando a construção de um sistema de apoio ao especialista. O sistema de auxílio ao diagnóstico de patologias da laringe, proposto nesta dissertação, é constituido de 3 etapas principais: pré-processamento do sinal de voz, extração de características e classificação. A etapa de pré-processamento consiste na aquisição do sinal de voz, na aplicação de um filtro de pré ênfase para a minimização dos efeitos da radiação dos lábios e da variação da área da glote, seguido da segmentação e janelamento do sinal. Também foi investigada a não utilização da pré-ênfase nessa etapa. Na fase de extração de características, são utilizados coeficientes obtidos a partir da análise por predição linear (coeficientes LPC), coeficientes cepstrais, coeficientes delta-cepstrais e um vetor de características combinando coeficientes LPC e coeficientes cepstrais. A etapa de classificação é dividida em duas partes: classificação entre voz normal e voz afetada por patologia, sem especificar qual patologia, e caso o sinal seja classificado como voz afetada por patologia, tem-se uma segunda parte, a qual é realizada a classificação entre voz afetada por edema de Reinke e voz afetada por outra patologia. Para as duas partes, foram testados 3 diferentes classificadores: Redes Neurais Multilayer Perceptron - MLP, Modelos de Misturas de Gaussianas e Quantização Vetorial. Para diferenciar entre voz normal e voz afetada por patologia, os melhores resultados foram obtidos utilizando Redes Neurais. Para diferenciar entre voz afetada por edema e voz afetada por outra patologia, os melhores resultados foram obtidos utilizando Quantização Vetorial. Em ambos os casos, os melhores resultados foram obtidos ao se utilizar coeficientes cepstrais e sem utilização da pré-ênfase. / In recent years, several studies in digital voice processing are being made in order to create techniques to support a noninvasive accurate diagnosis of vocal tract diseases by aspecialist, making the patient feel comfortable during examination. This work deals with the investigation of techniques for classification of voices affected by laryngeal pathologies, especially Reinke’s edema, aiming to build a support system to the specialist. The system for the diagnosis of laryngeal pathologies, proposed here, consists of three main steps: preprocessing the speech signal, feature extraction and classification. Preprocessing corresponds the acquisition of voice signal, the application of a pre-emphasis filter for minimizing the radiation effects from the lips and from variation in glottal area, and the signal segmentation and windowing. The non-use of pre-emphasis was also investigated at this point. In the feature extraction step, we use coefficients obtained from the linear prediction analysis (LPC coefficients), cepstral coefficients, delta-cepstral coefficients, and afeature vectorc ombining LPC and cepstral coefficients. The classification is divided into two parts: classification of normal voice versus voice affected by pathology, without specifying which pathology, and if the signal is classified as voice affected by pathology, second part happens, which is performed by the classification between voice affected by Reinke’s edema and voice affected by other pathology. For both parties, 3 different classifiers were tested: Neural Networks Multilayer Perceptron - MLP, Gaussian Mixture Models and Vector Quantization. To differentiate between normal voice and voice affected by pathology, the best results were obtained using Neural Networks. To differentiate between voice affected by edema and voice affected by pathology, the best results were obtained using vector quantization. In both cases, the best results were obtained when usingcepstral coefficients and withoutuse of pre-emphasis.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-03T19:45:39Z No. of bitstreams: 1 HIDELGARD PAULINO BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2013..pdf: 11966764 bytes, checksum: 077a69b5088eea2f7109e71871f4e57d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:45:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HIDELGARD PAULINO BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2013..pdf: 11966764 bytes, checksum: 077a69b5088eea2f7109e71871f4e57d (MD5) Previous issue date: 2013-08 / A voz é o meio de comunicação mais utilizado pelo ser humano. Porém, o sistema fonador humano é suscetível a diversos tipos de patologias que podem prejudicar a produção da voz e, consequentemente, a comunicação. Alguns tipos de exames têm sido utilizados para detectar estas patologias. Porém, eles apresentam desvantagens referentes à acurácia e ao conforto do paciente durante a aplicação, que podem desestimular a busca por tratamento. Por essa razão, técnicas computacionais têm sido empregadas com o intuito de detectar de modo confortável e preciso a presença e o tipo de patologia apresentada pelo sistema fonador. No entanto, os resultados obtidos ainda não possibilitam sua aplicação nas clínicas, principalmente pelo fato de ainda ser considerado um número reduzido de patologias. Visando a contornar esse problema, esta pesquisa propõe uma abordagem fundamentada em um método ainda não utilizado neste contexto: a Predição por Casamento Parcial (Prediction by Partial Matching - PPM), concebida originalmente com fins à compressão de dados. O modelo criado e mantido a partir deste método é alimentado com características acústicas, temporais e estatísticas extraídas dos sinais de voz e permite sua classificação no que se refere à identificação da presença e do tipo de patologia a um baixo custo computacional (velocidade e recursos de armazenamento). Foram obtidos resultados satisfatórios no tocante à presença de patologias. Quanto à discriminação de patologias, os resultados sugerem um potencial do método, embora a sua aplicação ainda necessite de investigações mais aprofundadas / Voice is the most widely used means of communication of mankind. However, speech organs are susceptible to several sort of pathologies, which may harm voice production and, therefore, communication. Several techniques have been used to detect these pathologies. However, they present drawbacks related to accuracy and comfort of patients during the application, which may discourage search for treatment. Thence, computational techniques have been used in order to detect the presence and type of speech pathology comfortably and accurately. But, results are still not good enough for its application in clinics, due to the fact it is considered a small number of distinct pathologies. Aiming to solve this problem, this research proposes using a method not previously employed in classification of vocal tract diseases: Prediction by Partial Matching (PPM), originally conceived for data compression purposes. The PPM model is fed with acoustical, temporal, and statistical features, ali of them extracted from voice signals. This method allowed a satisfactory classification, concerning presence and type of pathology while requiring a low computational cost (speed and storage resources). It were obtained satisfactory results regarding presence of speech pathologies. With regard to pathologies discrimination, the results suggest that this is a highly promising technique, although its application still needs deeper investigations.